两级好氧工艺高效处理二甲基乙酰胺废水：碳氮去除的微生物奥秘

二甲基乙酰胺（DMAc）废水处理困难，研究人员开展了两级好氧工艺处理 DMAc 废水的研究。结果表明该工艺能高效去除碳氮，一级降解 DMAc，二级转化 NH4+为 N2。此研究为 DMAc 废水处理提供新方向。

　　在现代工业的大舞台上，有一种名为二甲基乙酰胺（DMAc）的物质，它作为一种含氮有机溶剂，凭借出色的溶解性、合适的沸点和良好的热稳定性，在膜制造领域扮演着不可或缺的角色。在膜的生产过程中，大量的 DMAc 会随着工艺步骤进入水相，从而产生高浓度 DMAc 废水。这些废水就像隐藏在工业背后的 “污染炸弹”，如果未经妥善处理直接排放，不仅会对环境造成严重威胁，还可能危害人类健康。中国对这类废水的排放有着严格标准，规定化学需氧量（COD）排放限值为 60mg/L，总氮（TN）排放限值为 40mg/L 。

然而，处理 DMAc 废水并非易事。它化学性质稳定，含有氮元素，碳氮去除过程复杂。现有的吸附、蒸馏、高级氧化工艺（AOPs）等方法，要么成本高昂，要么在去除 TN 方面效率欠佳。生物处理法虽经济环保，但针对 DMAc 废水的成功应用较少。单级处理工艺很难同时去除 COD 和 TN，所以，开发更高效的处理方法迫在眉睫。

为了解决这些难题，来自未知研究机构的研究人员开展了一项关于两级好氧工艺处理 DMAc 废水的研究，相关成果发表在《Bioresource Technology》上。这一研究成果为 DMAc 废水处理带来了新的曙光。

研究人员采用了一系列技术方法来开展研究。首先构建了两级好氧工艺系统，包括两个 2L 的好氧反应器（一级和二级），在特定温度（25 ± 1°C）和湿度（25 ± 2%）条件下进行实验，全程搅拌并通过微孔钛扩散器曝气以控制溶解氧（DO）水平 。同时，对废水处理过程中的各项指标，如 DMAc 浓度、COD、TN、NH₄⁺浓度等进行监测分析，还对微生物群落结构和代谢功能进行了研究。

两级好氧工艺的设置与运行

研究人员搭建的两级好氧工艺系统，由一级好氧反应器和二级好氧反应器依次连接组成。在这个系统中，每个反应器都有着精准控制的环境条件，为后续的实验奠定了基础。

两级好氧工艺的处理性能

实验结果显示，一级处理阶段，以 1000mg/L 的 DMAc 为唯一碳源，并补充外部磷源（KH₂PO₄）。在 6 小时时，DMAc 去除率高达 99%，这表明一级阶段对 DMAc 有着很强的降解能力。但此时 TN 去除率仅 28%，且产生了 NH₄⁺ 。进入二级处理阶段，通过添加外部碳源，TN 去除率提升至 81%。由此可见，两级工艺相互配合，显著提高了对 DMAc 废水碳氮的去除效果。

结论

通过两级好氧工艺处理 DMAc 废水的研究，发现一级阶段将 DMAc 水解氧化为烷基胺和 NH₄⁺ ，同时释放 CO₂；二级阶段利用异养硝化 - 好氧反硝化（HN - AD）过程，将 NH₄⁺转化为 N₂ 。两级工艺实现了近乎完全的 DMAc 和 COD 去除，以及较高的 TN 去除率。这一成果得益于两级中不同的微生物群落，一级富集了碳去除细菌，二级则以氮去除细菌为主。而且，特定功能酶的上调增强了物质传递，进一步提升了处理效率。

这项研究为 DMAc 废水处理提供了一种高效、可行的方法，解决了长期以来单级工艺难以同时去除碳氮的难题，在工业废水处理领域具有重要的应用价值，为环保事业的发展提供了有力支持。同时，也为后续研究微生物在废水处理中的作用机制提供了新的思路和方向，推动相关领域不断发展进步。